[发明专利]用于改善用基于通过链型聚合可固化的树脂的粘结的机械强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法，该方法可以改善基材之间的粘结的机械强 度(当用这些粘接通过粘合剂产生时)，所述粘合剂包含可以通过链型聚 合(polymérisation en )可固化的树脂，特别是在光辐射或电离的作 用下可固化的树脂。

这种方法可以获得在抗横向和纵向应力方面具有显著性能的部件 的装配件(assemblages)，该方法特别地应用于航空、航天、铁路、 船舰和汽车工业中，无论对于结构的、发动机的、机舱的或车体的零 件的装配。

背景技术

在工业中，近年来通过已发展粘接进行零件的装配以避免通过机 械方法(例如，螺钉、螺母和螺栓或铆钉类型)装配的传统方法的损害。

特别地，由于新的固化时间大大降低的粘合剂的商业化已经使得 这种发展成为可能，并因此适合于所讨论领域的制造(如，在生产线上 的使用)的限制条件。

某些数量的上述粘合剂具有通过链型聚合进行固化的树脂作为主 要组分。除了在它由电子束进行诱导的情况下，这类聚合要求在树脂 中存在引发剂，该引发剂可以由多个单体分子产生活性中心，然后这 些活性中心的活性将蔓延到其他单体分子，因此引起链型聚合反应。 这些活性中心可以是自由基或离子。因此，分为两种类型的链型聚合： 自由基型和离子型。

在链型聚合过程中，特别地发生转移反应。与终止反应不同，其 通过对活性中心的不可逆的破坏终止大分子链的增长，该转移反应可 以使新链重新开始。这种现象可以被用来控制形成的聚合物的平均分 子量以获得具有改善性能的三维网络。

这种控制通常通过利用链转移剂来实现，链转移剂的作用是引起 链增长的终止并同时地再开始新链。

链转移剂的实例在G.Odian＂La polyrnérisation，principes et applications＂第3版，Polytechnica出版，1994，第277页。

而且，树脂的聚合并由此它的固化可以通过加热或通过氧化还原 反应或通过光辐射(可见光或紫外光)或电离辐射(β，γ或x射线)进行诱 导。

在光辐射或电离作用下可固化的粘合剂的使用具有某些的优点(相 对于可以通过加热可固化的粘合剂)，这些优点特别地一方面与可能不 用高压釜进行工作有关，这在粘接大尺寸部件的情况下尤其重要，另 一方面与可以获得较高的聚合速率有关，这可以用较低成本获得较高 的产量。

相反地，经验表明用粘合剂产生的粘接(其固化通过使用光或电离 (ionisant)辐射完成)的机械强度非常明显地低于通过粘合剂产生的粘 接(其固化通过热方法完成)的机械强度。而且，它们的断口外观是无吸 引力的，因为它是粘合性断裂而不是内聚断裂。

因此，本发明人的目的是提供一种方法，当基材之间的粘接用粘 合剂产生时，该方法可以改善这些粘接的机械强度，所述粘合剂包含 通过辐射可固化树脂，更具体地为可以通过链型聚合可固化的树脂， 实际上，这些在辐射作用下可固化的粘合剂是基于其聚合通过链机理 (mécanisme en )而进行的树脂。

此外，本发明人的目的是，这种方法特别地可应用于由环氧树脂 或具有环氧化物基质(碳-环氧化物，Keviar-环氧化物石墨-环氧化物等 等)的复合材料制成的基材的粘接，所述基材对应于在航空和航天工业 中最常使用的基材类型。

另外，发明人的目的是实施这种方法的条件和成本适合于它在工 业规模上的使用。

发明内容

这些目的及其他目的通过本发明来实现，本发明当基材之间的粘 接通过包含树脂的粘合剂产生时提供了改善这些粘接的机械强度的方 法，所述树脂是可以通过链型聚合进行固化的，所述方法特征在于， 它包括，在基材的表面与粘合剂接触之前，使在所述树脂聚合期间能 作为链转移剂的基团接枝在基材的表面上。

在上下文中，术语“聚合”应该理解为不仅包括聚合物链的形成 (通过将单体或它们的预聚合物的结合)还包括三维网络的形成(通过 这些聚合物链之间的结合的形成)，其通常被称为交联。

因此，根据本发明，在基材之间的粘接强度通过提高这些基材与 粘合剂的粘附力(在它们与粘合剂接触之前通过在这些基材的表面上接 枝粘合剂)而被改善，(即，实际上，在粘合剂已被沉积在表面上或该表 面进行粘接的那一部分上之前)，所述粘合剂为那些在粘合剂中存在 的可固化树脂的聚合期间能作为链转移剂有机基团的粘合剂。